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Die Erfindung betrifft eine Karosserie für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Montieren einer Karoserie für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 6 angegebenen Art.
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Derartige Karosserien sowie Verfahren sind aus dem Serienkraftwagenbau bekannt. Die Karosserien weisen in einem Dachbereich einen dem Rohbau der Karosserie zugeordneten Dachrahmen auf, der sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckt und seitliche, ebenfalls dem Rohbau der Karosserie zugeordnete Dachrahmenelemente, welche im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, und üblicherweise einer jeweiligen Seitenwand zugeordnet sind, miteinander verbindet. Dementsprechend wird der in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Dachrahmen während der Fertigung des Rohbaus mit dem entsprechenden Dachrahmenelement beispielsweise durch Verschweißen gefügt.
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Daraus resultiert eine hohe Rohbauvarianz, welche von einer jeweiligen Bauvariante des Dachbereichs abhängt. Bei derartigen Bauvarianten kann es sich beispielsweise um Volldächer aus Stahlblech, Glasdächer mit Öffnungssystemen oder dergleichen handeln. Diese von der Bauvariante des Dachsbereichs abhängige Rohbauvarianz führt zu unerwünscht hohen Kosten für die Karosserie.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Karosserie für einen Kraftwagen sowie ein Verfahren zum Montieren einer solchen Karosserie bereitzustellen, welche eine Kostenreduzierung ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Karosserie für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Montieren einer solchen Karosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Karosserie für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem aufsetzbaren Dachmodul und mit einem sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Rahmenelement, über welches jeweilige seitliche Dachrahmenelemente miteinander verbunden sind, zeichnet sich dadurch aus, dass das Rahmenelement dem aufsetzbaren Dachmodul zugeordnet ist.
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Diese Zuordnung des im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Rahmenelements zu dem Dachmodul erlaubt es, das Dachmodul unabhängig von der restlichen Karosserie bzw. dem Rohbau der Karosserie zu fertigen und vorzumontieren und anschließend als Gesamtmodul aus Dachmodul inklusive dem Rahmenelement auf die Karosserie bzw. den Rohbau aufzusetzen und mit dieser zu verbinden.
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Einerseits ist dadurch eine Parallelisierung von Montage- bzw. Fertigungsprozessen geschaffen, was mit einer Zeit- und damit mit einer Kostenreduzierung für die Karosserie sowie für den gesamten Kraftwagen einhergeht. Andererseits verringert die erfindungsgemäße Karosserie die Varianz des Rohbaus in Abhängigkeit von unterschiedlichen Bauvarianten des Dachbereichs, da das Dachmodul unabhängig von einer bestimmten Bauvariante des Dachbereichs bzw. der Karosserie selbst fertigbar und vormontierbar ist.
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Bei dem genannten Dachmodul handelt es sich beispielsweise um ein Volldach, also um ein solides Dach, welches keine Öffnungssysteme und/oder keine Dachöffnung, welche mit einem entsprechenden bewegbaren Deckelelement verschließbar bzw. öffenbar ist, aufweist, wobei es beispielsweise aus einem Leichtmetall, einer Leichtmetalllegierung und/oder aus einem anderweitigen Leichtbaumaterial, beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff, ausgebildet ist.
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In jedwedem Fall umfasst das aufsetzbare und separat von der restlichen Karosserie bzw. deren Rohbau fertigbares und vormontierbares Dachmodul das Rahmenelement, über welches die seitlichen Dachrahmenelemente der Karosserie verbunden sind, wobei das Rahmenelement beispielsweise in einen Mittenbereich des Dachmoduls und damit des Dachbereichs der Karosserie angeordnet ist.
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Durch die Anordnung sind die bereits beschriebenen Kostenreduzierungen möglich sowie eine besonders steife Ausbildung des Dachmoduls, was den Fahreigenschaften des Kraftwagens zugute kommt. So ist das Rahmenelement beispielsweise im Bereich einer B-Säule der Karosserie angeordnet.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Dachmodul ein Beplankungselement, welches beispielsweise mit dem Rahmenelement über zumindest ein im Wesentlichen winkelförmiges Verbindungselement verbunden ist. Dies erweitert den während der Montage vormontierbaren Umfang an Bauteilen, wodurch weitere Zeit und Kosten eingespart werden können.
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Zur Gewichtsreduzierung der erfindungsgemäßen Karosserie sowie des erfindungsgemäßen Dachmoduls ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das aufsetzbare Dachmodul mit dem Rahmenelement über eine Klebeverbindung mit der Karosserie des Kraftwagens verbunden ist. Dies reduziert oder vermeidet die Anzahl bzw. die Notwendigkeit von weiteren Verbindungsmitteln zur Festlegung des Dachmoduls an der restlichen Karosserie, wobei die Klebeverbindung selbst ein sehr geringes spezifisches Gewicht aufweist. insbesondere kommt die Gewichtsreduzierung im Dachbereich der Karosserie den Fahreigenschaften des Kraftwagens insofern zugute, als dessen Schwerpunkt damit in Kraftwagenhochrichtung besonders niedrig liegt, was fahrdynamisch vorteilbehaftet ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren einer Karosserie für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, bei welchem jeweilige seitliche Dachrahmenelemente über ein sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Rahmenelement miteinander verbunden werden und bei welchem ein aufsetzbares Dachmodul auf die Karosserie aufgesetzt wird, wobei das Dachmodul mit dem Rahmenelement vormontiert und anschließend auf die Karosserie aufgesetzt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Karosserie sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt anzusehen.
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Das Verfahren ermöglicht somit alle, bereits in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Karosserie beschriebenen Vorteile einer Vormontage des Dachmoduls, welches nun das Rahmenelement umfasst, da das Rahmenelement auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dem aufsetzbaren Dachmodul zugeordnet ist und somit nicht während der Fertigung des Rohbaus der Karosserie mit den Dachrahmenelementen gefügt werden muss, sondern mit dem Dachmodul vormontiert werden und anschließend mit der restlichen Karosserie verbunden werden kann. Dies vermeidet auch die bereits beschriebene Rohbauvarianz der Karosserie, was die Kosten der Karosserie absenkt.
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Durch die erfindungsgemäße Karosserie sowie das erfindungsgemäße Verfahren ist somit ein Einheitsrohbau für die Karosserie unabhängig von unterschiedlichen Bauvarianten des Dachbereichs der selbigen darstellbar, sowie eine Einsparung einer Dachfügelinie in einer Karosserie-Großserienfertigung ermöglicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnungen zeigen in:
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1 ausschnittsweise eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Karosserie;
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2 ausschnittsweise eine Querschnittsansicht eines aufsetzbaren Dachmoduls der Karosserie gemäß 1; und
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3 ausschnittsweise eine Querschnittsansicht des Dachmoduls gemäß 2, das auf die Karosserie gemäß 1 aufgesetzt und mit dieser verbunden ist sowie eine vergrößerte Ansicht des auf die Karosserie aufgesetzten und mit dieser verbundenen Dachmoduls.
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Die 1 zeigt eine Karosserie 10 für einen Personenkraftwagen mit einem auf die Karosserie 10 bzw. deren Rohbau aufsetzbaren Dachmodul 12. Zudem weist die Karosserie 10 einen sich in Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil 14 erstreckenden Dachrahmen 16 auf, über welchen seitliche, sich in Fahrzeuglängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 18 erstreckende Dachrahmenelemente 20 miteinander verbunden sind. In der 1 ist dabei ein in Vorwärtsfahrtrichtung gemäß einem Richtungspfeil 22 des Personenkraftwagens linkes Dachrahmenelement 20 dargestellt. Es versteht sich, dass analog zu diesem ein in Vorwärtsfahrtrichtung gemäß dem Richtungspfeil 22 rechtes Dachrahmenelement 20 vorgesehen ist, das über den Dachrahmen 16 mit dem linken Dachrahmenelement 20 verbunden ist.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, ist dabei der Dachrahmen 16 in einem Mittenbereich des Dachmoduls 12 und damit des Daches der Karosserie 10 auf Höhe einer B-Säule 24 der Karosserie 10 angeordnet, was zu einer hohen Steifigkeit der Karosserie 10 führt. Dies wiederum wirkt sich positiv auf die Fahreigenschaften des Personenkraftwagens aus.
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Wie in Zusammenschau mit 2 deutlich wird, umfasst das Dachmodul 12 ein Beplankungselement 26, welches als Verkleidung für das Dachmodul 12 und insbesondere für den Dachrahmen 16 fungiert. Der Dachrahmen 16 ist dabei also nicht dem Rohbau der Karosserie 10 sondern dem Dachmodul 12 zugeordnet und mit dem Dachmodul 12 bzw. mit dem Beplankungselement 26 verbunden, wobei diese Verbindung über im Wesentlichen winkelförmige Verbindungselemente 28 dargestellt ist, die im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 verlaufen.
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In der 2 ist dabei in Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens ein linkes Verbindungselement 28 dargestellt. Es versteht sich, dass auf der in Vorwärtsfahrtrichtung rechten Seite des Personenkraftwagens bzw. der Karosserie 10 ebenso ein derartiges Verbindungselement 28 angeordnet ist, über welches das Beplankungselement 26 mit dem Dachrahmen 16 verbunden ist.
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Zur besonders festen Verbindung des Beplankungselements 26 mit dem Dachrahmen 16 und zur Darstellung einer gewissen Dämpfung ist eine Klebeverbindung in Form einer Unterfütterungsklebung 30 vorgesehen, die in Fahrzeugquerrichtung gemäß Richtungspfeil 14 in einem Mittenbereich des Dachmoduls 12 angeordnet ist.
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Die Unterfütterungsklebung 30 weist dabei ein äußerst geringes spezifisches Gewicht auf, was einem niedrigen Gesamtgewicht des Dachmoduls 12 zugute kommt. Dieses niedrige Gesamtgewicht ist des Weiteren dadurch unterstützt, dass das Beplankungselement 26 im Wesentlichen aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist. Ebenso kann auch der Dachrahmen 16 aus einem derartigen Leichtmetall, also beispielsweise Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung, ausgebildet sein. Des Weiteren ist der Einsatz eines jedweden Leichtbauwerkstoffs, wie beispielsweise eines faserverstärkten Kunststoffes, möglich.
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Die 3 verdeutlicht die Verbindung des Dachmoduls 12 mit dem Dachrahmen 16, welches eine Form eines Leichtbaudachs für die Karosserie 10 darstellt, mit der restlichen Karosserie 10 bzw. deren Rohbau, welcher im Wesentlichen aus Stahl ausgebildet ist. Das Dachmoduls 12 mit dem diesem zugeordneten Dachrahmen 16 ist zum einen über eine Schraubverbindung 32 mit der Karosserie bzw. dem Dachrahmenelement 20 verbunden, wobei eine Schraube 34 entsprechende Durchgangsöffnungen durchdringt und von einer korrespondierenden Mutter 36 gekontert wird. Damit ist das Dachmodul 12 an dem Dachrahmenelement 20 festgelegt, welches aus zwei Blechschalen 40 und 42 gebildet ist.
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Diese Blechschalen 40, 42 sind im Bereich eines jeweiligen Fügflansches 44 verbunden, welche von der besagten Schraube 34 durchdrungen sind. Zur Verkleidung des Dachrahmenelements 20 ist eine Seitenwand 38 vorgesehen zur Schaffung eines guten optischen Eindrucks der Karosserie 10, wobei auch die Seitenwand 38 über einen entsprechenden Fügflansch 44 mit dem Dachrahmenelement 20 verbunden ist. Auch der Fügflansch 44 der Seitenwand 38 ist von der Schraube 34 durchdrungen. Die Blechschalen 40 und 42 sind beispielsweise durch Punktschweißen miteinander verbunden, wobei auch die Seitenwand 38 beispielsweise durch Punktschweißen mit dem Dachrahmenelement 20 verbunden ist.
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Wie ebenfalls anhand der 3 deutlich wird, ist das Dachmodul 12 mit dem Dachrahmen 16 weiterhin über eine Kleberaupe 46 mit der Karosserie 10 bzw. der Seitenwand 38 verbunden, was die Anzahl von in Fahrzeuglängsrichtung vorzusehenden Schraubverbindungen 32 gering hält bei gleichzeitiger Ermöglichung einer festen Verbindung des Dachmoduls 12 mit der restlichen Karosserie 10 bzw. deren Rohbau.
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Dies hält die Teilanzahl und damit die Kosten als auch das Gewicht der Karosserie 10 in Grenzen. Der Gewichtsreduzierung ebenso zuträglich ist, dass die Kleberaupe 46 selbst ein nur sehr geringes spezifisches Gewicht aufweist.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich die in der 3 gezeigte Verbindung, wie bereits angedeutet, auf eine in Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens linke Seite der Karosserie 10 sowie des Dachmoduls 12 bezieht. Es versteht sich, dass Entsprechendes für die rechte Seite der Karosserie 10 bzw. des Dachmoduls 12 analog gilt.
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Zur Montage des Dachmoduls 12 und der Verbindung mit der restlichen Karosserie 10 wird dabei zunächst eine Unterbaugruppe aus dem Beplankungselement 26, den entsprechenden Verbindungselementen 28 sowie inklusive des Dachrahmens 16 vormontiert und anschließend auf die restliche Karosserie 10 bzw. deren Rohbau aufgesetzt und an dieser fixiert zum wärmeverzugsfreien Absolvieren eines Standardoberflächendurchlaufs, bei welchem die Karosserie 10 mit dem Dachmodul 12 lackiert wird.
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Anschließend wird die Fixierung gelöst und das lackierte Dachmodul 12 demontiert. Daran schließt sich eine Vormontage von Dachkomponenten an, worauf hin ein Montagekleber zur Ausbildung der Kleberaupen 46 auf eine entsprechende Flanschstelle der Seitenwand 38 aufgetragen wird.
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Zur Komplettierung des Montagevorgangs wird schließlich das Dachmodul auf die restliche Karosserie 10 aufgesetzt und die Schraubverbindungen 32 des aufgeklebten Dachmoduls 12 ausgebildet zur festen Verbindung des in Leichtbauweise dargestellten Dachmoduls 12 auf die wesentlichen aus Stahl gebildete Karosserie 10.
